基于MXTOS2-200模塊的開放式高動態平臺設計

摘要：針對北斗/GPS接收機在高動態環境下的重要應用，利用某SOC平臺設計一種開放式高動態接收機平臺，并對其開放式方法進行研究。首先，進行北斗導航原理介紹及接收機設計分析；其次進行高動態平臺構建；然后，進行北斗/GPS高動態關鍵技術及可配置開放式方法研究，并提出下一步研究重點。

關鍵詞：北斗，GPS， 高動態，接收機

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.8.017

法是系統能夠有效運行的核心支柱。嵌入式軟件程序設計采用基于算法的面向對象的軟件設計方法，實現嵌入式環境中無操作系統軟件架構，如圖4所示。軟件設計分為驅動層、數據層、應用層、管理層。驅動層為軟件對射頻與基帶硬件的配置控制，其中包括對射頻參數的調整、數據流動的控制、對基帶捕獲模塊及跟蹤通道的管理使用，對外圍存儲、I/O口等設備的驅動管理。管理層控制程序的整體結構，包括軟件運行、軟件及硬件中斷控制響應、應用層協調運行流程調用、運行監控、輸入輸出控制、異常處理等的運行。數據層為程序運行過程所有數據流的管理與交互，包括數據存儲區、內部數據傳遞、外部數據流入流出等，實現大量導航數據的合理管理與快速通信，提高程序的運行效率節省存儲空間。

基于自主研發的MXTOS2-200硬件平臺進行了高效可靠的軟件算法設計，同時還進行了開放式有效合理設計。基于MXTOS2-200開放式高動態平臺設計的軟件算法設計主要包括捕獲算法設計、跟蹤環路算法設計、導航定位算法設計、開放式算法設計等四大部分算法的設計。其設計流程圖如圖5所示。

隨著科學技術的發展，特別是電子技術的發展，導航定位系統中單純的衛星定位已不足以滿足定位的需求和發展，各種組合的導航定位系統使得導航定位的精度和動態范圍得到了巨大的提高。以衛星定位為主的組合導航定位系統，差分定位系統，衛星定位和通信結合的系統，正在快速發展，使得衛星系統的功能更多樣化，應用也更加的廣泛。開放式的高動態接收機正是為滿足這種需求而設計和開發的。

開放式的高動態接收機根據其開放的程度，我們將其分為兩種形式的開放式接收機：淺開放式接收機和深開放式接收機。淺開放式接收機主要指開放其輸出數據的格式和速率。我們可以通過PC機等上位機為接收機，配置其輸出定位協議提供給其他系統做組合應用，比如常用的NMEA協議和滿足需求二進制協議。同時我們也可以配置其輸出不同速率的定位信息以滿足不同的需求，數據更新率一般可以從1Hz~50Hz，這樣能極大地豐

本文通過硬件平臺搭建和算法研究，能夠在高動態環境中實現快速的衛星信號捕獲和超低捕獲靈敏度，實現對-145dbmW能量強度下的捕獲功能，并且擁有多模兼容和多星座兼容的功能。目前MXTOS2-200接收機模塊已實現常規導航的高性能指標，定位精度小于10米，冷啟動時間小于34秒，重捕獲時間小于1秒。

本文在針對衛星導航定位基本工作原理的研究上，提出適應于高動態特殊環境的開放式開發方法，并提出了適用于解決不同系統之間組合的方法和思想，從而為進一步研究高動態接收機的實現奠定好的基礎。